Bảo tàng có sáu tầng, bao gồm bốn tầng nổi và hai tầng hầm, diện tích các tầng dần thu nhỏ lại theo thứ tự từ trên xuống dưới.

Bảo tàng tạo ấn tượng với khách tham quan bởi vẻ bề thế, thiết kế hiện đại, tiện lợi. Du khách có thể lên các tầng khác bằng thang máy hoặc bằng cầu thang bộ được thiết kế thành một vòng xoáy tròn phía trong bảo tàng.

Ngay khi bước chân vào tầng một, khách du lịch sẽ được chiêm ngưỡng “cột rồng bách thảo” - ngọn đèn lớn chiếu sáng giữa phòng nổi bật hình rồng bay uy nghiêm.

Khu tầng một được thiết kế làm nơi trưng bày tạm thời một số đồ gốm sứ cùng cửa hàng bán đồ lưu niệm.

Tầng hai là một Hà Nội thu nhỏ với khu tự nhiên Hà Nội, khu tiền Thăng Long, mộ Phùng Nguyên, sơ đồ ba vòng thành Loa, mộ thuyền, khu văn hóa Đông Sơn cùng các tranh ảnh về Hà Nội.

Ấy là mẫu lá ép khô và bức ảnh về những hàng sấu mà đã đi vào thi ca nhạc họa.

Ấy là mẫu ép khô hoa, lá cây hoa sữa - loài hoa gợi về một Hà Nội nồng nàn mênh mang mỗi mùa thu, hay gợi về những câu hát thật đẹp: “Hà Nội mùa thu, mùa thu Hà Nội/ Mùa cốm xanh về, thơm bàn tay nhỏ… ”.

Hay đó là mẫu tôm hồ Tây, mẫu cá lăng gắn liền với những món ăn đặc sản nức tiếng của Hà Nội - chả cá Lã Vọng, bánh tôm hồ Tây.

Những ký ức Hà thành đã đi vào bao tác phẩm thi ca, nhạc họa, trở thành niềm thương nhớ không nguôi trong tâm hồn không chỉ đối với người con Hà Nội mà cả với ai đã vài dịp thoáng qua nơi đây.

Đến bảo tàng Hà Nội, du khách còn có cơ hội chiêm ngưỡng những đồ cổ được thu thập từ khắp mọi miền đất nước.

Hãy cùng lên tầng ba của bảo tàng - không gian các nhà sưu tập cổ vật tỏ tấm lòng của mình với thủ đô yêu dấu, nơi trưng bày các tài liệu, hiện vật do cách tổ chức và cá nhân hiến tặng...

Và rất nhiều đồ gốm như chén bát, bình hoa… hay công cụ sản xuất, thuyền độc mộc tìm thấy ở Tiền Giang, Cà Mau… qua các cuộc khai quật khảo cổ được trưng bày trên tầng bốn bảo tàng.